CN112961505B - 一种常温粘稠乳化沥青胶结料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种常温粘稠乳化沥青胶结料及其制备方法，属于建筑、防水、道路工程建设、养护、修补材料技术应用化学领域。包括组分及质量占比为：非离子型乳化沥青主料与增粘剂，增粘剂加入量为乳化沥青加入质量的0.1‑1％。制备时，常温条件下，控制转数，边搅拌，边向乳化沥青中均匀缓慢加入增粘剂粉末，经过设定时间物理搅拌制备完成。该种粘稠乳化沥青胶结料可广泛应用于建筑、道路、防水、防腐、粘结工程的铺面道路铺筑材料、防水、防护防腐涂层、裂缝、坑槽等缺陷修补等工程或场所，具有流动性可控、粘稠度可调、与基面粘附性、涂覆裹持性、匀布性优良的特点，以满足不同工程使用的要求，经济、环保、社会效益明显，具有广阔的应用前景。

Description

一种常温粘稠乳化沥青胶结料及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑、防水、道路工程建设、养护、修补材料技术应用化学技术领域，具体涉及一种常温粘稠乳化沥青胶结料及其制备方法。
背景技术：
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其衍生物等有机物组成的黑褐色复杂混合物，一般是高温呈高黏度液体，而常温多呈半固态或固态。沥青是一种广泛应用的胶凝材料、防水材料、防腐材料，主要应用于建筑、道路、防水、防腐工程等的铺面、防水、美饰、防护、修补。工程应用往往需要在加热的高温条件下，降低沥青流淌性和粘度到适当范围才能易于施工，均匀涂布并很好地发挥其粘结作用。这样，不但耗能，而且高温时也会释放大量的有害物质，操作不安全，污染环境和有害健康。
乳化沥青主要由沥青、水和乳化剂组成，有时也含有某些添加剂，是一种水包油型乳状液体。乳化沥青作为一种工程上广泛使用的胶结材料，能实现在常温下使用，与使用热沥青相比，使用乳化沥青具有节能、减排、避免沥青老化、经济环保等优势。但在实际工程应用中，因普通乳化沥青液体粘度太低，流动性太高，流淌性极强，其与工程基面或界面附着不好，涂布或裹持性差而流失，达不到预期使用效果，影响工程质量和使用寿命，因而大大的限制应用范围并影响使用性能。可见，无论是普通沥青还是乳化沥青在不同用途的工程上应用时，为了施工和易性和运输畅达，保证其在施工与输送过程中应具有与之相适宜的黏度和流变性，控制粘度在适应合理的范围内是十分关键和重要的。综合考虑常用沥青和乳化沥青的优缺点，开发研制一种常温条件下粘稠度适宜的乳化沥青，提高乳化沥青的粘度，改善其与工程基面或界面的流动性、粘附性、涂覆裹持性、匀布性，以满足不同工程使用的要求，经济、环保、社会效益明显，具有广阔的应用前景。
发明内容：
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种常温粘稠乳化沥青胶结料及其制备方法，制得适用于新型建筑、道路、防水、防腐、粘结工程的铺面、道路铺筑材料、防水、防护防腐涂层、裂缝、坑槽等缺陷修补用常温乳化沥青胶结料。具体涉及常温条件下选用适当的增粘剂添加到与之配伍性良好的乳化沥青中，经过一定时间的物理搅拌过程，增加乳化沥青的粘稠度，降低其流动性，制得粘稠度乳化沥青胶结料，改善了乳化沥青与工程材料基面或界面的附着性能，涂布或裹持性能、不流挂性能，保证了工程质量，延长了使用寿命。
该方法制备出来的稠乳化沥青胶结料适用范围广，常温下即可应用、储存，使用方便，经济、环保、安全，应用前景广阔。常用乳化沥青粘度小、流动性大，不能满足不同工程施工与输送要求等缺陷。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种常温粘稠乳化沥青胶结料，组分包括非离子型乳化沥青主料和增粘剂，所述的增粘剂加入质量为非离子型乳化沥青主料质量的0.1-1％，其中：
所述的非离子型乳化沥青主料包括原料及重量份数为：基质沥青/线性SBS改性沥青50-60份，非离子乳化剂水溶液40-50份，且二者重量份数之和等于100；
所述的非离子型乳化剂水溶液包括组分及重量份数比为ASPHALAK 7TX乳化剂：水＝1.5-2.5份：37.5-48.5份；
所述的增粘剂为吸水树脂，型号为NYM-3330，水溶性，且具有醚结构的高分子聚合物，能溶于水，形成透明粘稠性溶液，具有表面活性作用；
所述的线性SBS改性沥青为基质沥青经线性SBS改性剂掺入剪切研磨制备，所述的改性剂加入量为基质沥青质量的2-5％。
所述的增粘剂加入质量优选为非离子型乳化沥青主料质量的0.2-0.5％。
所述的基质沥青为A级90号道路石油沥青。
所述的非离子乳化剂水溶液质量浓度为3-6.25％。
所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的溶解度98.70-99.85％，初始(1天)筛上剩余量0.15-0.17％，30天后初始筛上剩余量0.15-0.17％；30天稳定性0，Brookfield旋转粘度为255-15550mPa.s；常温粘稠乳化沥青胶结料蒸发残留物的针入度为64-89(0.1mm)，10℃延度≥95cm，5℃延度为0-41.0cm，软化点为45.0-67.0℃，其中：
当原料为基质沥青时：所述的常温粘稠乳化沥青胶结料蒸发残留物的针入度、延度、软化点、溶解度受增粘稠剂掺量影响很小，不足以引起性能质的改变。针入度值为86-87(0.1mm)，10℃延度为95.0-95.8cm，5℃延度为0cm，软化点为45.0-45.5℃，溶解度为98.70-99.85％，满足不小于98％的规定值。Brookfield旋转粘度受增粘稠剂掺量影响显著，粘度值变化范围为255-15550mPa.s；
当原料为线性SBS改性沥青时：所述的常温粘稠乳化沥青胶结料蒸发残留物的针入度、延度、软化点受增粘稠剂掺量影响很小，但SBS掺量对其上述指标影响显著，针入度为65-75(0.1mm)，10℃延度112->150cm，5℃延度为33.0-41.0cm，软化点为53.0-67.0℃，Brookfield旋转粘度受增粘稠剂掺量影响显著，且比增粘剂相同掺加量的基质沥青粘度高。
当原料为基质沥青时，所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的Brookfield旋转粘度优选为300-6680mPa.s；
当原料为线性SBS改性沥青时，所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的Brookfield旋转粘度优选为300-7460mPa.s。
当原料为线性SBS改性沥青时，改性剂加入量为基质沥青质量的3-5％时，所述的常温粘稠乳化沥青胶结料10℃延度>150cm。
所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的制备过程，包括以下步骤：
步骤1，非离子型乳化沥青水溶液制备：
按质量比，非离子型乳化剂：水＝(1.5-2.5)：(38.5-48.5)，分别称取乳化剂ASPHALAK 7TX和水，将二者混合，搅拌均匀，配制成乳化剂水溶液，所述的搅拌转数为20-30rpm，搅拌时间为3-5min；
步骤2，非离子型乳化沥青制备：
(1)将非离子型乳化剂水溶液加热到至50℃-70℃，将基质沥青/改性沥青加热至135℃-165℃，其中，当为基质沥青时，加热温度为135℃-145℃，当为改性沥青，加热温度为160℃-165℃；
(2)按质量比，基质沥青/改性沥青：乳化剂水溶液＝(45-60)：(40-55)，且二者份数之和为100份，先后将乳化剂水溶液和基质沥青/改性沥青加入乳化机/胶体磨，并保证基质沥青/改性沥青以连续流状态，30-60S内均匀加入，所述的乳化机/胶体磨加热温度为50-70℃；
(3)乳化机/胶体磨进行剪切/研磨1-3min，获得均匀棕黑色乳化液，即为非离子型乳化沥青；
步骤3，常温粘稠乳化沥青胶结料制备：
(1)按质量比，分别称取非离子型乳化沥青和增粘剂，其中，所述的增粘剂质量为非离子型乳化沥青质量的0.1-1％；
(2)对非离子型乳化沥青进行搅拌，并在搅拌状态下均匀加入增粘剂，完成增粘剂添加后，继续搅拌5-10min，制得常温粘稠乳化沥青胶结料，其中，所述的搅拌速度为20-50rpm，搅拌过程中，搅拌器搅拌叶片置入非离子型乳化沥青液面以下1/3-1/2处。
所述的步骤2(1)中，线性SBS改性沥青制备过程为：
(1)将基质沥青加热至130-140℃，完全融化后，继续加热至160-170℃；
(2)开启剪切机，对加热沥青进行搅拌操作，2-3min内增速至1500-2000rpm；
(3)向搅拌沥青中加入基质沥青质量2-5％的线性SBS改性剂，并在线性SBS改性剂加入过程中调高剪切机转速至5500-6000rpm，剪切研磨1h，制得线性SBS改性沥青。
所述的步骤2(2)中，乳化剂水溶液加入乳化机/胶体磨后，循环20-30s后，再加入基质沥青/改性沥青。
本发明制备的乳化沥青胶结料，用于水包油型乳化沥青乳液中，能在外围包裹着水的乳化沥青小液滴颗粒外表面开成一层粘稠且保水的保护膜，从而使乳化沥青体系更稳定，并改变了乳化沥青的流动性和施工和易性。
本发明方法制备的常温粘稠乳化沥青胶结料与普通的乳化沥青相比，具有以下优点：
(1)通过掺入不同重量份数的增粘剂而改变和控制乳化沥青粘稠度以满足不同工程需要；
(2)乳化沥青胶结料粘附性、涂覆裹持性、匀布性好；
(3)不影响乳化沥青破乳后沥青胶结料性质；
(4)便于储运，施工；
(5)节能、环保。
(6)提高工程质量，延长使用寿命。
附图说明：
图1为本发明实施例中水的粘度-不同增粘剂掺量变化曲线图；
图2为本发明实施例1-4制备的粘稠乳化沥青胶结料粘度-增粘剂掺量的变化曲线；
图3为本发明实施例7-11制备的粘稠乳化沥青胶结料粘度-增粘剂掺量的变化曲线；
图4为本发明实施例2-3、5-8制备的粘稠乳化沥青胶结料粘度-增粘剂掺量的变化曲线。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例中：
采用的线性SBS改性剂为岳阳石化生产的线性SBS；
A级90号道路石油沥青为中海油(营口)沥青有限责任公司生产，满足JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》技术要求。
非离子型乳化剂ASPHALAK 7TX为阿克苏诺贝尔公司生产，其理化性质如下：
外观(20℃)：浅黄色澄清液体；
密度(25℃)：1.138kg/m3；
浊点：-9℃；
闪点：>100℃；
粘度(25℃)：30mPa.s。
增粘剂为河南龙泉化工有限公司生产，其性状如下：
外观：白色或浅黄色固体粉末；
溶解性：极易溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂；
密度：1.25-1.40kg/m3；
粘度：按质量比2：100加入水中，搅拌10min后，粘度不小于10pa.s。
水为自来水。
技术方案中所记载的“/”指二者为“或”的关系，例如基质沥青/线性SBS改性沥青，意指基质沥青或线性SBS改性沥青原料取其一。
线性SBS改性沥青的制备过程：
第一步，将A级90号道路石油沥青加热至135℃，使其熔化，备用。
第二步，称取600g熔化的A级90号道路石油沥青于1000ml的容器中。
第三步，将第二步中装有热沥青的容器放入加热套内，将A级90号道路石油沥青加热到160-170℃。
第四步，高速剪切机研磨头浸没在第三步中的160-170℃的A级90号道路石油沥青中。
第五步，称取24g线性SBS改性剂。
第六步，开启高速剪切机，2-3min内慢慢增速到1500-2000rpm。
第七步，将第五步称取的线性SBS改性剂3-5min分内均匀分散加入到第三步的沥青中。边加入SBS改性剂，边提高高速剪切机的转速至5500-6000rpm。
第八步，当SBS改性剂全部加入到热沥青中后，保持高速剪切机的转速至5500-6000rpm，温度为160-170℃剪切研磨1小时，即制备4％线性SBS改性沥青。
第九步，重复第一-第八步，制备足够的线性SBS改性沥青备用。
当为2％线性SBS改性沥青时，将步骤五中的线型SBS改性剂加入量调整为12g；
当为5％线性SBS改性沥青时，将步骤五中的线型SBS改性剂加入量调整为30g。
非离子型乳化剂水溶液制备过程：
第一步，称取一定质量的水，放于到适当容器中；
第二步，按质量比，非离子型乳化剂：水＝(1.5-2.5)：(38.5-48.5)，称取乳化剂ASPHALAK7TX，加入到第一步盛有水的容器中；
第三步，常温下以转数20-30rpm搅拌器搅拌3-5min，配制成乳化剂水溶液，所述的乳化剂水溶液质量浓度为3-6.1％。
乳化沥青的制备过程
第一步，将上述乳化剂水溶液加热到至50℃-70℃，备用。
第二步，将90号道路石油沥青(简称：基质沥青)加热到135℃-145℃(线性改性沥青加热到160℃-165℃)，备用。
第三步，将一定量的第一步制得的乳化剂水溶液置入温度控制在50℃-70℃有乳化机或胶体磨中。
第四步，开启乳化机，使乳化剂水溶液在乳化机或胶体磨中循环20s-30s后，立即第二步热沥青按质量份数为基质沥青：乳化剂水溶液＝(45-60)：(40-55)且基质沥青与乳化剂水溶液的份数之和为100，以连续流状态，30-60S内全部均匀地加入到正在开启循环及剪切(或研磨)的乳化机或胶体磨中50℃-70℃的乳化剂水溶液中；
第五步，继续剪切或研磨1-3min，待均匀棕黑色乳化液形成后，关闭乳化机或胶体磨，迅速放出乳化沥青，密封，静置至室温备用。
一种常温粘稠乳化沥青胶结料的制备过程：
第一步，称取适量非离子型乳化沥青于容器中，非离子型乳化沥青液体体积约为容器容积的60％为宜。
第二步，按非离子型乳化沥青质量的0.1-1％，称取增粘剂。
第三步，搅拌器搅拌叶片置入乳化沥青液面以下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第四步，以30-50rpm转数搅拌状态下，将第二步称取增粘剂粉末，在3-5min内，少量逐渐均匀全部加入到第三步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第五步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min，制得一定增粘剂掺量下的粘稠乳化沥青胶结料。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。
实施例1
第一步，称取485g水放入1000ml烧杯中；
第二步，称取15g乳化剂ASPHALAK 7TX，加入到第一步盛有水的烧杯中；
第三步，常温下以转数20-30rpm搅拌器搅拌3-5min，配制成质量浓度为3％的乳化剂水溶液。
第四步，将上述第三步乳化剂水溶液加热到至50℃-70℃，备用。
第五步，将90号道路石油沥青(简称：基质沥青)加热到135℃-145℃，备用。
第六步，将一定量的第四步制得的乳化剂水溶液置入温度控制在50℃-70℃有乳化机或胶体磨中。
第七步，开启乳化机，使乳化剂水溶液在乳化机或胶体磨中循环20s-30s后，立即第五步500g热沥青以连续流状态，30-60s内全部均匀地加入到乳化机或胶体磨中50℃-70℃的乳化剂溶液中；
第八步，继续剪切或研磨1-3min，待均匀棕黑色乳化液形成后，关闭乳化机或胶体磨，迅速放出非离子型乳化沥青1#，密封，静置至室温。
第九步，重复第一-第八步，制备足够用量的非离子型乳化沥青1#备用。
第十步，称取上述制得的非离子型乳化沥青1#600g，放入1000ml烧杯中。
第十一步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第十二步，称取增粘剂0.60g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第十三步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例2
第一步，称实施例1中第九步的非离子型乳化沥青1#600g，放入1000ml烧杯中。
第二步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使用液体飞溅到容器外为宜。
第三步，称取增粘剂1.2g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第四步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min，搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例3
第一步，称实施例1中第九步的非离子型乳化沥青1#600g，放入1000ml烧杯中。
第二步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使用液体飞溅到容器外为宜。
第三步，称取增粘剂1.8g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第四步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min，搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例4
第一步，称取实施例1中第九步的非离子型乳化沥青1#600g，放入1000ml烧杯中。
第二步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使用液体飞溅到容器外为宜。
第三步，称取增粘剂3g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第四步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min，搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例5
第一步，称取432g水放入1000ml烧杯中；
第二步，称取18非离子乳化剂ASPHALAK 7TX，加入到第一步盛有水的烧杯中；
第三步-第六步同实施例1第三步-第六步，制得质量浓度为4％的乳化剂水溶液。
第七步，开启乳化机，使乳化剂水溶液在乳化机或胶体磨中循环20s-30s后，立即第五步550g热沥青以连续流状态，30-60S内全部均匀地加入到乳化机或胶体磨中50℃-70℃的乳化剂溶液中；
第八步，继续剪切或研磨1-3min，待均匀棕黑色乳化液形成后，关闭乳化机或胶体磨，迅速放出非离子型乳化沥青2#，密封，静置至室温。
第九步，重复第一-第八步，制备足够用量的非离子型乳化沥青2#备用。
第十步，称取上述制得的非离子型乳化沥青2#600g，放入1000ml烧杯中。
第十一步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第十二步，称取增粘剂1.2g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第十三步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例6
第一步，称取上述实施例5制得的非离子型乳化沥青2#600g，放入1000ml烧杯中。
第二步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第三步，称取增粘剂1.8g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第四步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例7
第一步，称取375g水放入1000ml烧杯中；
第二步，称取25g乳化剂ASPHALAK 7TX，加入到第一步盛有水的烧杯中；
第三步-第六步同实施例1第三步-第六步，制得质量浓度为5％的乳化剂水溶液。
第七步，开启乳化机，使乳化剂水溶液在乳化机或胶体磨中循环20s-30s后，立即第五步600g热沥青以连续流状态，30-60S内全部均匀地加入到乳化机或胶体磨中50℃-60℃的乳化剂溶液中；
第八步，继续剪切或研磨1-3min，待均匀棕黑色乳化液形成后，关闭乳化机或胶体磨，迅速放出非离子型乳化沥青3#，密封，静置至室温。
第九步，重复第一-第八步，制备足够用量的非离子型乳化沥青3#备用。
第十步，称取上述制得的非离子型乳化沥青3#600g，放入1000ml烧杯中。
第十一步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第十二步，称取增粘剂1.2g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第十三步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例8
第一步，称取上述实施例7制得的非离子型乳化沥青3#600g，放入1000ml烧杯中。
第二步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第三步，称取增粘剂1.8g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第四步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例9
第一步，称取上述实施例7制得的非离子型乳化沥青3#600g，放入1000ml烧杯中。
第二步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第三步，称取增粘剂2.4g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第四步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例10
第一步，称取上述实施例7制得的非离子型乳化沥青3#600g，放入1000ml烧杯中。
第二步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第三步，称取增粘剂3.0g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第四步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例11
第一步，称取上述实施例7制得的非离子型乳化沥青3#600g，放入1000ml烧杯中。
第二步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第三步，称取增粘剂6.0g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第四步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠乳化沥青。
实施例12
第一步，称取380g水放入1000ml烧杯中；
第二步，称取20g乳化剂ASPHALAK 7TX，加入到第一步盛有水的烧杯中；
第三步，常温下以转数20-30rpm搅拌器搅拌3-5min，配制成质量浓度为5％的乳化剂水溶液。
第四步，将上述第三步乳化剂水溶液加热到至50℃-70℃，备用。
第五步，将4％线性改性沥青加热到160℃-165℃，备用。
第六步，将一定量的第四步制得的乳化剂水溶液置入温度控制在50℃-70℃有乳化机或胶体磨中。
第七步，开启乳化机，使乳化剂水溶液在乳化机或胶体磨中循环20s-30s后，立即第五步600g热改性沥青以连续流状态，30-60S内全部均匀地加入到乳化机或胶体磨中50℃-70℃的乳化剂溶液中；
第八步，继续剪切或研磨1-3min，待均匀棕黑色乳化液形成后，关闭乳化机或胶体磨，迅速放出非离子型改性乳化沥青4#，密封，静置至室温。
第九步，重复第一-第八步，制备足够用量的非离子型改性乳化沥青4#备用。
第十步，称取上述制得的非离子型改性乳化沥青4#600g，放入1000ml烧杯中。
第十一步，搅拌器置入乳化沥青液面下1/3-1/2处，并以30-50rpm转数搅拌乳化沥青液体，使全部液体搅动起来且不使液体飞溅到容器外为宜。
第十二步，称取增粘剂1.8g，以30-50rpm转数搅拌状态下，将称取的增粘剂3-5min少量逐渐均匀全部加入到第十步盛有乳化沥青的容器中，边加入增粘剂边搅拌，防止增粘剂在乳液中结团，影响增稠效果。
第十三步，待增粘剂全部加入乳化沥青液中后，继续搅拌5-10min。搅拌过程中，随着粘稠度增加，搅拌阻力增大，为防止粘稠乳化沥青溢溅，可以适当降低搅拌速度至20-30rpm。最终制得均匀的粘稠改性乳化沥青胶结料。
实施例13
同实施例12，区别在于，将改性沥青替换为2％线型SBS改性沥青。
实施例14
同实施例12，区别在于，将改性沥青替换为5％线型SBS改性沥青。
实施例15
同实施例12，区别在于，将增粘剂加入量提高至0.5％。
实施例16
同实施例12，区别在于，将增粘剂加入量降低至0.1％。
上述实施例1-11采用的A级90号道路石油沥青及其线性SBS1301掺量为2-5％的改性沥青(实施例12-16采用的)技术指标如下表1所示：
表1沥青技术指标
Figure BDA0002936054090000121
试验测试结果：
1、实施例中涉及的三种乳化沥青的技术指标测试
实施例中涉及的三种乳化沥青的固含量和乳化剂掺量不同，制作工艺相同，三种乳化沥青的测试结果如下表2所示。
表2乳化沥青技术指标测试结果
Figure BDA0002936054090000131
注①：另对SBS改性乳化沥青4#蒸发残留物测试5℃延度，为41.0cm，而道路石油沥青乳化沥青1#-3#发残留物测试5℃延度为0cm。
三种乳化沥青测试结果表明：
(1)蒸发残留物的性质与制备此三种乳化沥青使用的基质沥青性质如蒸发残留物的针入度、延度、软化点、溶解度指标几乎相同；
(2)筛上剩余量基本相同，表明乳化效果满足乳化沥青的质量要求；
(3)乳化沥青储存稳性是评价乳化沥青能否以稳定乳液状态存在，不出现破乳或者离析的性能，用稳定试验管上下、支管部分试验蒸发残留物含量差值的绝对值表示。也就是说，三种乳化沥青经过30天储存后，下、支管部分试验蒸发残留物含量差值的绝对值等于零，稳定性良好。
2、增粘剂对水的粘度的影响测试如表3所示，水的粘度-不同增粘剂掺量变化曲线图如图1所示。
表3增粘剂不同掺量对水粘稠度的影响
Figure BDA0002936054090000132
从试验数据上看，所选增粘剂对水的粘稠度影响显著，随着增粘剂掺量的增加，水的粘度是上升的。当增粘剂掺量小于0.2％时粘度增加比较缓慢，大于0.2％后粘度迅速升高，1％掺量时，水的粘度值已超过10pa.s。表明此种增粘剂较低掺量条件下便可实现增稠效果。
3、以上全部实施例的粘度测试如表4所示
表4不同实施例粘稠度测试结果
Figure BDA0002936054090000141
注：Brookfield旋转粘度测试条件：30℃。
3.1乳化沥青固含量对乳化沥青粘度的影响
设计固含量为50％、55％、60％三种乳化沥青的粘度测试结果如表5所示，表明乳化沥青固含量越高，相对粘度越大，但总体上是水包油的乳液体系，粘度基本在同一数量级，相差不是很大。
表5不同固含量的乳化沥青粘稠度测试结果
Figure BDA0002936054090000142
注：表5中摘录于表2，是采用道路石油沥青的乳化沥青设计固含量依次为50％、55％、60％的乳化沥青的旋转粘度数据。
3.2增粘剂掺量对乳化沥青粘度的影响测试
3.2.1实施例1-4制备的粘稠乳化沥青胶结料粘度-增粘剂掺量的变化曲线如图2所示；
依据设计固含量为50％的乳化沥青1#基础上制备的实施例1-实例4的增稠乳化沥青的粘度-增粘剂掺量的变化曲线，如图2所示，可以看出增粘剂掺量越大，粘度越高，但不是线性增加的趋势。
3.2.2增粘剂对乳化沥青3#粘度的影响
依据设计固含量为60％乳化沥青3#基础上制备的实施例7-实施例11的增稠乳化沥青胶结料-增粘剂掺量的变化曲线(如图3所示)，可以看出增粘剂掺量越大，粘度越高，但不是线性增加的趋势。
3.2.3乳化沥青固含量对粘稠乳化沥青粘度的影响
分别以增粘剂掺量为0.2％、0.3％的设计固含量依次为50％、55％、60％的实施例2、实施例5、实施例7和实施例3、实施例6、实施例8的测试结果为依据，获得粘稠乳化沥青胶结料粘度-增粘剂掺量的变化曲线如图4所示，可以看出固含量越大，其增稠后的乳化沥青粘度越大。
4、粘稠乳化沥青技术指标测试
为了评价乳化沥青通过掺加增粘剂后对粘稠乳化沥青的技术指标的影响，参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E 20-2011中相应的试验方法，选择代表性实施例中粘稠乳化沥青，开展了蒸发残留物的固含量、针入度、延度、软化点、溶解度测试及储存30天的稳定性测试。储存30天后的粘稠乳化沥青常温下以20-30rpm的速度搅拌5-10min后进行相应指标测试。对比分析了初期及常温储存30天后粘稠乳化沥青的性质，试验数据如下表6所示：
表6粘稠乳化沥青技术指标测试结果
Figure BDA0002936054090000151
Figure BDA0002936054090000161
实施例12-16中制备的粘稠乳化沥青胶结料蒸发残留物是线性SBS改性沥青，此类改性沥青低温延度明显优于道路石油沥青。线性SBS改性沥青通常进行5℃延度测试，为了便于比较道路石油沥青与SBS改性沥青制备的乳化沥青蒸发残留物的性能，表6中的实施例12-16给出的是10℃延度值，但受测试设备拉伸长度的局限，极限仅能检测至150cm，仍未断裂。因此当试样拉伸至150cm时仍未断裂，则表述为>150cm。且同步进行了实施例12-16中制备的粘稠乳化沥青胶结料5℃延度测试，分别为实施例12：初期41.0cm，30天40.9cm；实施例13：初期33.0cm，30天33.0cm；实施例14：初期40.0cm，30天40.0cm；实施例15：初期41.0cm，30天41.0cm，实施例16：初期41.0cm，30天41.0cm。
综上数据，可以看出，粘稠乳化沥青的技术指标在数值上的微小差异在测试误差范围内，增粘剂由于掺加量很小，对粘稠乳化沥青除了粘度有明显影响，其他技术指标影响微小，可以忽略。通常乳化沥青的稳定性按规范规定进行1天及5天的测试，本专利对实施例中粘稠乳化沥青稳定性测试开展了初期和30天稳定性测试，其中，初期是指1天储存稳定性测试。可见，本专利中的增粘剂对乳化沥青休息的稳定性没有不良影响，也可以说提高了其稳定性，不影响粘稠乳化沥青使用性能和施工性能。
对比例1
同实施例4，区别在于，将乳化剂替换为乳化剂MQK-1M，相应制得阳离子乳化沥青，进行增稠处理，不能实现增稠，且阳离子乳化沥青快速破乳。
同实施例4，区别在于，将增粘剂替换为0.1-0.5％黄原胶，乳化沥青粘稠度虽有增加，但是结团严重，不均匀，加工制作时间延长3倍以上，工程上易发生输送过程管道堵塞，无法应用。

Claims (7)

1.一种常温粘稠乳化沥青胶结料，其特征在于，组分包括非离子型乳化沥青主料和增粘剂，所述的增粘剂加入质量为非离子型乳化沥青主料质量的0.1-1%，其中：
所述的非离子型乳化沥青主料包括原料及重量份数为：基质沥青或线性SBS改性沥青50-60份，非离子型乳化剂水溶液40-50份，且二者重量份数之和等于100；
所述的非离子型乳化剂水溶液包括组分及重量份数比为，非离子型乳化剂：水=1.5-2.5份：37.5-48.5份；
所述的增粘剂为吸水树脂，型号为NYM-3330；所述的非离子型乳化剂为ASPHALAK 7TX乳化剂；
所述的线性SBS改性沥青为基质沥青经线性SBS改性剂掺入剪切研磨制备，所述的改性剂加入量为基质沥青质量的2-5%；
所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的溶解度为98.70-99.85%；初始筛上剩余量为0.15-0.17%，30天后筛上剩余量为0.15-0.17%；30天稳定性为0；Brookfield旋转粘度为255-15550mPa.s；常温粘稠乳化沥青胶结料蒸发残留物的针入度为64-89，以0.1mm计；10℃延度≥95 cm，5℃延度为0-41.0cm；软化点为45.0-67.0℃，其中：
当原料为基质沥青时：所述的常温粘稠乳化沥青胶结料针入度为86-87，以0.1mm计；10℃延度为95.0-95.8cm，5℃延度为0cm；软化点为45.0-45.5℃；Brookfield旋转粘度为255-15550mPa.s；
当原料为线性SBS改性沥青时：所述的常温粘稠乳化沥青胶结料蒸发残留物的针入度为65-75，以0.1mm计；10℃延度≥112cm，5℃延度为33.0-41.0cm；软化点为53.0-67.0℃。
2.根据权利要求1所述的常温粘稠乳化沥青胶结料，其特征在于，所述的增粘剂加入质量为非离子型乳化沥青主料质量的0.2-0.5%。
3.根据权利要求1所述的常温粘稠乳化沥青胶结料，其特征在于，所述的基质沥青为A级90号道路石油沥青。
4.根据权利要求1所述的常温粘稠乳化沥青胶结料，其特征在于：
当原料为基质沥青时，所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的Brookfield旋转粘度为300-6680mPa.s；
当原料为线性SBS改性沥青时，所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的Brookfield旋转粘度为300-7460mPa.s。
5.权利要求1所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，非离子型乳化沥青水溶液制备：
按质量比，非离子型乳化剂：水=(1.5-2.5)：(38.5-48.5)，分别称取非离子型乳化剂和水，将二者混合，搅拌均匀，配制成乳化剂水溶液，所述的搅拌转数为20-30rpm，搅拌时间为3-5min；
步骤2，非离子型乳化沥青制备：
(1)将非离子型乳化剂水溶液加热到至50℃-70℃，将基质沥青或线性SBS改性沥青加热至135℃-165℃，其中，当为基质沥青时，加热温度为135℃-145℃，当为线性SBS改性沥青，加热温度为160℃-165℃；
(2)按质量比，基质沥青或线性SBS改性沥青：乳化剂水溶液=(45-60)：(40-55)，且二者份数之和为100份，先后将乳化剂水溶液和基质沥青或线性SBS改性沥青加入乳化机或胶体磨，并保证基质沥青或线性SBS改性沥青以连续流状态，30-60S内均匀加入，所述的乳化机或胶体磨加热温度为50-70℃；
(3)乳化机或胶体磨进行剪切或研磨1-3min，获得均匀棕黑色乳化液，即为非离子型乳化沥青；
步骤3，常温粘稠乳化沥青胶结料制备：
(1)按质量比，分别称取非离子型乳化沥青和增粘剂，其中，所述的增粘剂质量为非离子型乳化沥青质量的0.1-1%；
(2)对非离子型乳化沥青进行搅拌，并在搅拌状态下均匀加入增粘剂，完成增粘剂添加后，继续搅拌5-10min，制得常温粘稠乳化沥青胶结料，其中，所述的搅拌速度为20-50rpm，搅拌过程中，搅拌器搅拌叶片置入非离子型乳化沥青液面以下1/3-1/2处。
6.根据权利要求5所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的制备方法，其特征在于，所述的步骤2(1)中，线性SBS改性沥青制备过程为：
(1)将基质沥青加热至130-140℃，完全融化后，继续加热至160-170℃；
(2)开启剪切机，对加热沥青进行搅拌操作，2-3min内增速至1500-2000rpm；
(3)向搅拌沥青中加入基质沥青质量2-5%的线性SBS改性剂，并在线性SBS改性剂加入过程中调高剪切机转速至5500-6000 rpm，剪切研磨1h，制得线性SBS改性沥青。
7.根据权利要求5所述的常温粘稠乳化沥青胶结料的制备方法，其特征在于，所述的步骤2(2)中，乳化剂水溶液加入乳化机或胶体磨后，循环20-30s后，再加入基质沥青或线性SBS改性沥青。
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